功率因数校正.doc

1、 网络教育学院电源技术课 程 设 计题 目：功率因数校正（PFC）技术的研究学习中心： 层 次： 高起专 专 业： 年 级： 年 春/秋 季 学 号： 学 生： 指导教师： 完成日期： 年 月 日功率因数校正（PFC）技术的研究I目 录设计简介及 要求 .11 功率因数校正技术的发展 .22 功率因数校正技术原理 .32.1 无源功率因数校正技术 .32.2 有源功率因数校正技术 .42.3 有源功率因数校正的控制方法 .43 三相功率因数校正技术研究 .73.1 三相升压型六开关 PFC 电路 .73.2 三相三开关 PFC 电路 .73 总结 .9功率因数校正（PFC）技术的研究1设计简介

2、及要求在现在的电力系统中，大量使用整流电路给人们解决了很多问题，但同时又引入了新的问题，其中最严重的问题就是使电网含有严重畸变的非正弦电流.这样的谐波电流对电网有危害作用，使得输入端的功率因数下降。针对高次谐波危害，我国国家技术监督局 1993 年颁布了 GB/T14549-93电能质量公用电网谐波 ，国际电工委员会(EIC)在 1998 年制定了工 EC61000 标准。这些要求迫使交流输入电源必须采取措施降低高次谐波含量，提高功率因数。本文介绍了一类单级功率因数校正器及其发展情况，它能以较低的成本降低谐波含量，满足国际国内的标准。为了使电力电子产品的功率因数及谐波成分满足上述的规定和标准，

3、可在整流桥和滤波电容之间加一级用于功率因数校正的功率变换电路，使输入电流为正弦波，从而提高功率因数，这就是有源功率因数校正技术。有源功率因数校正（Active Power Factor Correction，简称 APFC）技术由于变换器工作在高频开关状态，而具有体积小、重量轻、效率较高、输人电压范围宽、THD 小和功率因数高等优 点，因此在现代电力电子技术中得到了广泛的应用。本次设计就此问题展开分析，主要要求有以下几点：（1）介绍各种功率因数校正的基本工作原理，从主电路的拓扑形式和控制方式分析各类有源功率因数校正的方法。（2）介绍功率因数校正技术的发展及其主要特点。（3）分析各种功率因数校正

4、的基本工作原理。（4）对单相和三相 PFC 技术及其控制方法的原理进行阐述。获取完整 word 格式文档或者论文代写请联系：QQ 248173788电话 13933636770我们是在校研究生，同时也一直写各个专业的奥鹏论文，直接跟我们联系，省去了找他们代写网站上的受他们剥削，所以我们代写价格最便宜，我们承诺您可以通过之后再付款功率因数校正（PFC）技术的研究21 功率因数校正技术的发展传统的功率因数概念是在线性负载(如电阻、电感等)条件下得到的，这时，交流电路中的电压和电流为同频率的正弦波，相位差为 ，功率因数PF=cos，最早由于使用大量交流电动机和各种电磁开关以及照明用电大量使用日光灯等

5、感性负载，对于功率因数校正(Power factor correction 简写为 PFC)技术的研究，入们通常在感性负载两端并联移相电容，用容性无功功率补偿感性无功功率。进入上世纪八十年代以来，电力电子设备中开关电源、相控整流器等非线性负载大量投入使用，给 PCF 技术提出了新的问题，人们最初采用电感器和电容器构成的无源网络进行功率因数校正，能使 PF 值提高到约为 0.9。随着功率半导体器件的发展，开关电源技术突飞猛进，有源功率因数校正(Active Power Factor Correction 简写为 APFC)技术应运而生。1986 年美国公布 功率因数等于 1 的电源的专利，这是最

6、早的较完整的升压式 PCF 电路。八十年代是现代有源功率因数校正技术发展的初级阶段，此间的研究工作主要是基于 boost 变换器，工作方式围绕连续导电模式或不连续导电模式的理论研究。进入九十年代后，PFC 技术取得了长足的进展。有关论文不断出现，1992 年以前的 PESCRecordS(工 EEE 电力电子专家会议论文集 )上有关功率因数校正技术的报道很少，自 1992 年起，PESC 设立了单相功率因数校正技术专题，这被看作是单相有源功率因数校正技术发展的里程碑，从此，不断有新颖的功率因数校正原理、拓扑结构及控制方法出现。有源 PCF 控制器由分体电路发展到集成电路，FPC 技术由理论研究

7、也逐渐发展到实用化，己有部分商业化产品出现。功率因数校正（PFC）技术的研究32 功率因数校正技术原理目前采用的功率因数校正(Power Factor Correction)方法主要有两种，有源校正和无源校正。无源校正网络是用电容，电感，功率二极管等无源器件组成，主要是通过提高整流导通角的方法来减小高次谐波。它虽然控制简单，成本低，可靠性高，然而体积庞大，难以得到很高的功率因数。有源功率因数校正器可以得到很高的功率因数，而且体积小， ，但是电路复杂，造价高，电磁干扰大，平均无故障时间下降。有源功率因数校正已广泛应用于开关电源，交流不间断电源等领域。而有源功率因数校正(Aetive Power

8、Faetor CorreetionAPFC)电路根据输入电压的不同，又可以分为单相和三相两类，三相 APFC 有着一些优点，如输入功率高，然而它的一个严重缺点就是三相之间的耦合问题，控制机理比较复杂，本章主要介绍相对比较成熟的单相 APFC。2.1 无源功率因数校正技术无源功率因数校正法是在 AC/DC 变换器的输入端增加无源元件，以补偿滤波电容的输入电流，如在输入回路中串联电感器，限制输入电流的上升率(di/dt)，延长导通时间，功率因数可以提高到 0.9。无源 PFC 技术电路简单，容易实现，但校正效果有限，在实际应用中还受到体积、重量、性价比等各种因素的限制，目前主要在电力系统中有些应用

9、。近年来，无源 PFC 技术也有所发展，典型的新型无源 PFC 技术就是利用电容和二极管网络构成的填谷(ValleyFill) 方式 PFC 整流电路，其基本结构如图 2.1所示。当输入电压高于电容 C1 和 C2 上的电压时，两个电容处于串联充电状态；当输入电压低于电容 C1 和 C2 上的电压时，两个电容处于并联放电状态。由于电容和二极管网络的串并联特性，因此这种结构增大了二极管的导通角，从而使输入电流的波形得到改善。图 2.1 无源功率因数校正功率因数校正（PFC）技术的研究42.2 有源功率因数校正技术获取完整 word 格式文档或者论文代写请联系：QQ 248173788电话 139

10、33636770我们是在校研究生，同时也一直写各个专业的奥鹏论文，直接跟我们联系，省去了找他们代写网站上的受他们剥削，所以我们代写价格最便宜，我们承诺您可以通过之后再付款2.3 有源功率因数校正的控制方法功率因数校正（PFC）技术的研究53 三相功率因数校正技术研究3.1 三相升压型六开关 PFC 电路主电路采用六只开关管组成的三相升压型如图所示。图 3.1 三相六管 boost 升压型 PFC 电路单相 PFC 组合成三相 PFC 的技术优势是可以利用比较成熟的单相 PFC 技术，而且电路由 3 个单相 PFC 同时供电，如果某一相出现故障，其余两相仍能继续向负载供电，电路具有冗余特性。为了

11、说明三相六管 PFC 电路的工作原理，给出其单相等效电路，如图 3.2 所示，电路为半桥结构，若电感电流为正，即输人电压为正半周，则当下桥臂导通时，相电压加上电容的电压对电感充电，输人电流上升。当上桥臂导通时，电感电流通过二极管续流，电容上的电压和输人电压的差值使电感电流下降若电感电流为负，即输人电压为负半周时，则当上桥臂氛导通时，相电压绝对值加上电容的电压对电感充电，输人电流上升当下桥臂导通时，电感电流通过二极管续流，电容上的电压和输入电压的差值使电感电流下降。通过对桥臂的适当控制，可以控制输人电流按给定的参考电流变化，从而实现功率因数校正。图 3.2 A 相等效电路图3.2 三相三开关 PFC 电路三获取完整 word 格式文档或者论文代写请联系：QQ 248173788电话 13933636770功率因数校正（PFC）技术的研究6我们是在校研究生，同时也一直写各个专业的奥鹏论文，直接跟我们联系，省去了找他们代写网站上的受他们剥削，所以我们代写价格最便宜，我们承诺您可以通过之后再付款功率因数校正（PFC）技术的研究73 总结获取完整 word 格式文档或者论文代写请联系：QQ 248173788电话 13933636770我们是在校研究生，同时也一直写各个专业的奥鹏论文，直接跟我们联系，省去了找他们代写网站上的受他们剥削，所以我们代写价格最便宜，我们承诺您可以通过之后再付款